(57)【要約】  本発明は、対象物をイメージングするための装置１０に関する。少なくとも１つのＸ線源とＸ線検出器との間の領域の少なくとも一部が対象物を収容するための検査領域となるように少なくとも１つのＸ線源に対してＸ線検出器を位置づける（２１０）ことが記載される。第１の動作モードにおいて、第１の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第１のＸ線が、干渉計装置の第１の格子であって第１の位置に位置づけられた第１の格子を通過するように、及び少なくともいくつかの第１のＸ線が、干渉計装置の第２の格子であって第２の位置に位置づけられた第２の格子を通過するように、少なくとも１つのＸ線源を用いて第１の焦点スポットが生成される（２２０）。第１の動作モードにおいて、少なくともいくつかの第１のＸ線が検出器位置のＸ線検出器で検出される（２３０）。第２の動作モードにおいて、第２の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第２のＸ線が第１の位置の第１の格子を回避するように、少なくとも１つのＸ線源を用いて第２の焦点スポットが生成される（２４０）。第２の動作モードにおいて、少なくともいくつかの第２のＸ線が検出器位置のＸ線検出器で検出される（２５０）。
2019523876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのＸ線源とＸ線干渉計装置とＸ線検出器とを含む、対象物をＸ線イメージングするための装置であって、
前記Ｘ線検出器は、前記少なくとも１つのＸ線源と前記Ｘ線検出器との間の領域の少なくとも一部が対象物を収容するための検査領域となるように前記少なくとも１つのＸ線源に対して位置づけられ、
前記Ｘ線干渉計装置は、第１の格子と第２の格子とを含み、
第１の動作モードにおいて、前記少なくとも１つのＸ線源は、第１の焦点スポットを生成し、前記少なくとも１つのＸ線源は、前記第１の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第１のＸ線が、第１の位置の前記第１の格子を通過し、かつ第２の位置の前記第２の格子を通過するようにＸ線を生成し、検出器位置の前記Ｘ線検出器は、前記少なくともいくつかの第１のＸ線を検出し、
第２の動作モードにおいて、前記少なくとも１つのＸ線源は、第２の焦点スポットを生成し、前記少なくとも１つのＸ線源は、前記第２の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第２のＸ線が前記第１の位置の前記第１の格子を回避するように、Ｘ線を生成し、前記検出器位置の前記Ｘ線検出器は、前記少なくともいくつかの第２のＸ線を検出する、
装置。
【請求項２】
前記第１の位置の前記第１の格子は、前記検査領域と前記第１の焦点スポットとの間に位置づけられる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の動作モードにおいて、前記少なくともいくつかの第２のＸ線は前記第２の位置の前記第２の格子を回避する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第２の位置の前記第２の格子は、前記第１の位置の前記第１の格子と前記検査領域との間に位置づけられる、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の動作モードにおいて、前記第２の格子は、前記第２の位置以外の位置に位置づけられ、前記第２の焦点スポットで生成された前記少なくともいくつかの第２のＸ線は、前記第２の位置以外の位置の前記第２の格子を回避する、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項６】
前記Ｘ線干渉計装置は第３の格子を含み、前記第１の動作モードにおいて、前記第１の焦点スポットで生成された前記少なくともいくつかの第１のＸ線は、第３の位置の前記第３の格子を通過し、前記第２の動作モードにおいて、前記第３の格子は、前記第３の位置以外の位置に位置づけられ、前記第２の動作モードにおいて、前記第２の焦点スポットで生成された前記少なくともいくつかの第２のＸ線は、前記第３の位置以外の位置の前記第３の格子を回避する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の動作モードにおいて、前記少なくとも１つのＸ線源は、前記第１の焦点スポットの位置以外の位置に第３の焦点スポットを生成し、前記少なくとも１つのＸ線源は、前記第３の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第３のＸ線が、前記第１の位置の前記第１の格子を通過し、かつ前記第２の位置の前記第２の格子を通過し、前記検出器位置の前記Ｘ線検出器は、前記少なくともいくつかの第３のＸ線を検出する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の動作モードにおいて、前記少なくとも１つのＸ線源は、前記第１の焦点スポットの位置以外の位置及び前記第３の焦点スポットの位置以外の位置に第４の焦点スポットを生成し、前記少なくとも１つのＸ線源は、前記第４の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第４のＸ線が、前記第１の位置の前記第１の格子を通過し、かつ前記第２の位置の前記第２の格子を通過するようにされ、前記検出器位置の前記Ｘ線検出器は、前記少なくともいくつかの第４のＸ線を検出し、前記第１の焦点スポットの位置と前記第３の焦点スポットの位置との間の軸は、前記第１の焦点スポットの位置と前記第４の焦点スポットの位置との間の軸に対して直角であるか、又は前記第１の焦点スポットの位置と前記第３の焦点スポットの位置との間の軸は、前記第３の焦点スポットの位置と前記第４の焦点スポットの位置との間の軸に対して直角である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つのＸ線源は２つのＸ線管を含む、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのＸ線源は、前記第２の動作モードで生成されるＸ線と比べて異なるスペクトルのＸ線光子エネルギーによって特徴づけられるＸ線を前記第１の動作モードにおいて生成する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのＸ線源は、前記第２の動作モードで生成されるＸ線と比べて異なる焦点スポット点広がり関数によって特徴づけられるＸ線を前記第１の動作モードにおいて生成する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の対象物をイメージングするための装置と処理ユニットと出力ユニットとを含む、対象物をＸ線イメージングするためのシステムであって、
前記処理ユニットは、前記装置を制御するとともに、前記出力ユニットを制御し、
前記Ｘ線検出器は、Ｘ線の検出に関連するデータを前記処理ユニットに供給し、
前記出力ユニットは、前記対象物を表すデータを出力する、
システム。
【請求項１３】
前記出力データは、減衰データ、位相コントラストデータ、及び／又は暗視野データを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
対象物をＸ線イメージングするための方法であって、
少なくとも１つのＸ線源とＸ線検出器との間の領域の少なくとも一部が対象物を収容するための検査領域となるように前記少なくとも１つのＸ線源に対して前記Ｘ線検出器を位置づけるステップと、
第１の動作モードにおいて、第１の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第１のＸ線が、第１の位置に位置づけられた干渉計装置の第１の格子を通過するように、及び前記少なくともいくつかの第１のＸ線が、第２の位置に位置づけられた前記干渉計装置の第２の格子を通過するように、前記少なくとも１つのＸ線源を用いて前記第１の焦点スポットを生成するステップと、
前記第１の動作モードにおいて、前記少なくともいくつかの第１のＸ線を検出器位置の前記Ｘ線検出器で検出するステップと、
第２の動作モードにおいて、第２の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第２のＸ線が、前記第１の位置の前記第１の格子を回避するように、前記少なくとも１つのＸ線源を用いて前記第２の焦点スポットを生成するステップと、
前記第２の動作モードにおいて、前記少なくともいくつかの第２のＸ線を前記検出器位置の前記Ｘ線検出器で検出するステップと、
を有する、方法。
【請求項１５】
プロセッサによって実行されると請求項１４に記載の方法を実行する、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の装置を制御するための、及び／又は請求項１２又は１３に記載のシステムを制御するための、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物をＸ線イメージングするための装置、対象物をＸ線イメージングするためのシステム、及び対象物をＸ線イメージングするための方法、並びにコンピュータプログラム要素及びコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
微分位相コントラスト及び暗視野イメージング（ＤＰＣＩ及びＤＦＩ）は、減衰イメージングに加えて、例えば、マンモグラフィのために又は小動物を用いた臨床前応用のために付加的な診断的価値を付け加える可能性がある有望な技術である。従来のＸ線源は、タルボ−ロー干渉計及び従来のＸ線検出器とともに使用されることがある。しかしながら、ＤＰＣＩ及びＤＦＩが必要とされない作業の種類では、干渉計はビームラインの外に移動される。これは煩わしく、さらにＤＰＣＩ及びＤＦＩが再び必要とされる場合に干渉計が再び戻されたとき、位置合せ不良問題を引き起こすことがある。
【０００３】
米国特許出願公開第２００７／０１８３５５９Ａ１号は、断層撮影位相コントラスト及び吸収画像を生成するためのＸ線ＣＴシステムを開示しており、位相コントラストのための格子はそれに応じて位置を変えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の減衰画像を提供することと組み合わせて暗視野画像及び／又は位相コントラスト画像を提供するための改善された技術を有することは有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は独立請求項の主題によって解決され、さらなる実施形態が従属請求項に組み込まれる。本発明の以下に記載する態様はまた、対象物をＸ線イメージングするための装置、対象物をＸ線イメージングするためのシステム、及び対象物をＸ線イメージングするための方法、並びにコンピュータプログラム要素及びコンピュータ可読媒体に適用されることに留意されたい。
【０００６】
第１の態様によれば、対象物をＸ線イメージングするための装置が提供され、この装置は、
−  少なくとも１つのＸ線源と、
−  Ｘ線干渉計装置と、
−  Ｘ線検出器と
を含む。
【０００７】
Ｘ線検出器は、少なくとも１つのＸ線源とＸ線検出器との間の領域の少なくとも一部が対象物を収容するための検査領域となるように少なくとも１つのＸ線源に対して位置づけられるように構成される。Ｘ線干渉計装置は、第１の格子と第２の格子とを含む。第１の動作モードにおいて、少なくとも１つのＸ線源は、第１の焦点スポットを生成するように構成される。少なくとも１つのＸ線源は、第１の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第１のＸ線が、第１の位置の第１の格子を通過し、かつ第２の位置の第２の格子を通過するようにＸ線を生成するように構成される。検出器位置のＸ線検出器は、少なくともいくつかの第１のＸ線を検出するように構成される。第２の動作モードにおいて、少なくとも１つのＸ線源は、第２の焦点スポットを生成するように構成される。少なくとも１つのＸ線源は、第２の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第２のＸ線が第１の位置の第１の格子を回避するように、Ｘ線を生成するように構成される。検出器位置のＸ線検出器は、少なくともいくつかの第２のＸ線を検出するように構成される。
【０００８】
言い換えれば、微分位相コントラストイメージング（ＤＰＣＩ）及び／又は暗視野イメージング（ＤＦＩ）を行うために、第１の焦点スポットを用いて、Ｘ線が対象物を通して送られ、干渉計装置を通過し、検出器によって検出される。次いで、追加の焦点スポットが設けられ、追加の焦点スポットは、電子ビームのグリッド切り替え若しくは磁界偏向のような電気的若しくは磁気的手段又はそれらの任意の組合せによって電子的に切り替えられて、異なる位置でＸ線を発生し、その結果、Ｘ線が対象物を通して送られ、同じ位置の検出器によって検出される。Ｘ線は、少なくとも１つの格子の移動が必要とされることなく、干渉計装置の格子のうちの少なくとも１つを回避する。これにより、少なくとも１つの格子の移動が必要とされることなく、焦点スポット位置の電子スイッチングによって容易にされた、ＤＰＣＩ／ＤＦＩ動作モードから従来の減衰イメージング動作モードへの切り替えが可能になる。
【０００９】
このようにすると、ＤＰＣＩ／ＤＦＩ動作モードから減衰動作モードへの切り替えのときに第１の格子は移動される必要がないので、機械的な単純さがもたらされる。
【００１０】
言い換えると、少なくとも１つの格子は、Ｘ線装置のＤＰＣＩ／ＤＦＩ機能を「オフに切り替える」ときに機械的に移動される必要がない。このようにして、焦点スポット位置を電子的に切り替えることによって、少なくとも１つの格子構造がバイパスされ、それにより、装置は、固定位置の単一の検出器を使用してＤＰＣＩ／ＤＦＩモードから切り替えることが可能になる。
【００１１】
一例では、第１の位置の第１の格子は、検査領域と第１の焦点スポットとの間に位置づけられる。
【００１２】
このようにすると、第１の格子の移動に関して、機械的移動機構が検査領域の線源側に必要とされないという点で、機械的な単純さがもたらされる。これにより、検査領域のこの側の空間が解放される。その上、検査領域のこの側に第１の格子があることによって、第２の焦点スポットは、第１の格子が検査領域の反対側にある場合ほど、第１の格子を回避するのに第１の焦点スポットから遠くに離間される必要がない。代替として又は追加として、第１の回折格子は、検査領域の反対側に位置づけられている場合より大きくすることもできる。
【００１３】
一例では、第２の動作モードにおいて、少なくともいくつかの第２のＸ線は第２の位置の第２の格子を回避する。
【００１４】
このようにすると、第１の回折格子も第２の回折格子も例えばＤＰＣＩ／ＤＦＩ動作モードから減衰動作モードに切り替える際に移動される必要がないので、さらなる機械的な単純さがもたらされる。
【００１５】
一例では、第２の位置の第２の格子は、第１の位置の第１の格子と検査領域との間に位置づけられる。
【００１６】
このようにすると、格子の移動に関して、機械的移動機構が検査領域の線源側に必要とされないという点で、機械的な単純さがもたらされる。これにより、移動機構が必要とされないので、検査領域のこの側の空間が解放される。その上、検査領域のこの側に第２の格子があることによって、第２の焦点スポットは、第１の格子及び第２の格子を回避するのに第１の焦点スポットから遠くに離間される必要がない。代替として又は追加として、第２の回折格子は、検査領域の反対側に位置づけられている場合より大きくすることもできる。
【００１７】
一例では、第２の動作モードにおいて、第２の格子は、第２の位置以外の位置に位置づけられるように構成され、第２の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第２のＸ線は、第２の位置以外の位置の第２の格子を回避する。
【００１８】
言い換えれば、第２の動作モードにおいて、第２の格子は、Ｘ線がそれを通過しないように邪魔にならないところに移動され、次いで、装置は、従来の減衰モダリティで動作する。
【００１９】
したがって、１つの格子の移動と組み合わされた焦点スポットの位置の電子スイッチングは、少なくとも１つの格子及び検出器が移動されないので、機械的な複雑さが低減した状態で、装置のモダリティが例えばＤＰＣＩ／ＤＦＩモードから減衰モードに変更されるのを可能にする。
【００２０】
一例では、Ｘ線干渉計装置は第３の格子を含む。第１の動作モードにおいて、第１の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第１のＸ線は、第３の位置の第３の格子を通過する。第２の動作モードにおいて、第３の格子は、第３の位置以外の位置に位置づけられるように構成され、第２の動作モードにおいて、第２の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第２のＸ線は、第３の位置以外の位置の第３の格子を回避する。
【００２１】
したがって、１つの格子の移動と組み合わされた焦点スポットの位置の電子スイッチングは、装置の１つの格子のみが移動されればよいので、機械的な複雑さが低減した状態で、装置が、例えばインコヒーレント線源で動作することができるＤＰＣＩ／ＤＦＩモードで動作し、次いで、減衰モードに切り替えられるのを可能にする。
【００２２】
一例では、第１の動作モードにおいて、少なくとも１つのＸ線源は、第１の焦点スポットの位置以外の位置に第３の焦点スポットを生成するように構成される。少なくとも１つのＸ線源は、第３の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第３のＸ線が、第１の位置の第１の格子を通過し、かつ第２の位置の第２の格子を通過するように構成される。検出器位置のＸ線検出器は、少なくともいくつかの第３のＸ線を検出するように構成される。
【００２３】
このようにすると、装置は、例えば、ＤＰＣＩ／ＤＦＩ動作モードで動作しているとき、装置の視野は１つの方向に拡大される。
【００２４】
一例によれば、第１の動作モードにおいて、少なくとも１つのＸ線源は、第１の焦点スポットの位置以外の位置及び第３の焦点スポットの位置以外の位置に第４の焦点スポットを生成するように構成される。少なくとも１つのＸ線源は、第４の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第４のＸ線が、第１の位置の第１の格子を通過し、かつ第２の位置の第２の格子を通過するように構成される。検出器位置のＸ線検出器は、少なくともいくつかの第４のＸ線を検出するように構成される。第１の焦点スポットの位置と第３の焦点スポットの位置との間の軸は、第１の焦点スポットの位置と第４の焦点スポットの位置との間の軸に対して直角であるか、又は第１の焦点スポットの位置と第３の焦点スポットの位置との間の軸は、第３の焦点スポットの位置と第４の焦点スポットの位置との間の軸に対して直角である。
【００２５】
このようにすると、装置がＤＰＣＩ／ＤＦＩ動作モードで動作しているとき、装置の視野は２つの方向に拡大される。
【００２６】
一例では、少なくとも１つのＸ線源は２つのＸ線管を含む。
【００２７】
このようにすると、異なる位置の異なる焦点スポットが効果的にまた効率的に発生される。
【００２８】
一例では、少なくとも１つのＸ線源は、第２の動作モードで生成されるＸ線と比べて異なるスペクトルのＸ線光子エネルギーによって特徴づけられるＸ線を第１の動作モードにおいて生成するように構成される。
【００２９】
言い換えれば、第１の焦点スポットから放出されるＸ線のＸ線スペクトル及び第１の動作モードで生成される他の焦点スポットは、第２の焦点スポットから放出されるＸ線のＸ線スペクトル及び第２の動作モードで生成される他の焦点スポットと異なる。
【００３０】
利点は以下のように論じられる。「粗い」格子構造による現在の干渉計は、短波長（高い光子エネルギー及び管電圧）のＸ線で機能することが困難になり、例えば８０ｋＶの管電圧での動作に限定され、一方、減衰イメージングでは、例えば１２０ｋＶの管電圧でのより硬いＸ線で機能するとき特定の臨床試験では最大の線量効率となる。それゆえに、このやり方で異なるＸ線スペクトルを生成するように構成された少なくとも１つのＸ線源は、これに対処する。
【００３１】
一例では、少なくとも１つのＸ線源は、第２の動作モードで生成されるＸ線と比べて異なる焦点スポット点広がり関数によって特徴づけられるＸ線を第１の動作モードにおいて生成するように構成される。
【００３２】
言い換えれば、達成される空間画像分解能及び２つの焦点スポットの出力定格に関して焦点スポット特性を変更することは有益である。焦点スポットの電子電流密度が異なり、それに伴って、生成されるＸ線の空間強度分布が異なる。言い換えれば、焦点スポットの点広がり関数が異なる。例えば、この動作モードの可視性を強化するためにＤＰＣＩ及びＤＦＩでは減衰イメージングよりも小さい焦点スポットを使用することが最適である。別の状況では、制動放射線源のアノード上の焦点スポットの電力密度が限定されている場合、Ｘ線束を増強するためにＤＰＣＩ及びＤＦＩに対してより大きい焦点スポットを代わりに使用することがより有利であることがある。格子のうちのいくつかが光子を吸収するとき、焦点スポットからの一次Ｘ線のより大きい入力は、検出器での光子不足及び画像中の高すぎるノイズレベルを防止することができる。
【００３３】
第２の態様では、対象物をＸ線イメージングするためのシステムが提供され、このシステムは、
−  第１の態様による対象物をイメージングするための装置と、
−  処理ユニットと、
−  出力ユニットと
を含む。処理ユニットは、装置を制御するように構成されるとともに、出力ユニットを制御するように構成される。Ｘ線検出器は、Ｘ線の検出に関連するデータを処理ユニットに供給するように構成される。出力ユニットは、対象物を表すデータを出力するように構成される。
【００３４】
一例では、出力データは、減衰データ、位相コントラストデータ、及び／又は暗視野データを含む。
【００３５】
第３の態様では、対象物をＸ線イメージングするための方法が提供され、この方法は、
−  少なくとも１つのＸ線源とＸ線検出器との間の領域の少なくとも一部が対象物を収容するための検査領域となるように少なくとも１つのＸ線源に対してＸ線検出器を位置づけるステップと、
−  第１の動作モードにおいて、第１の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第１のＸ線が、第１の位置に位置づけられた干渉計装置の第１の格子を通過するように、及び少なくともいくつかの第１のＸ線が、第２の位置に位置づけられた干渉計装置の第２の格子を通過するように、少なくとも１つのＸ線源を用いて第１の焦点スポットを生成するステップと、
−  第１の動作モードにおいて、少なくともいくつかの第１のＸ線を検出器位置のＸ線検出器で検出するステップと、
−  第２の動作モードにおいて、第２の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第２のＸ線が、第１の位置の第１の格子を回避するように、少なくとも１つのＸ線源を用いて第２の焦点スポットを生成するステップと、
−  第２の動作モードにおいて、少なくともいくつかの第２のＸ線を検出器位置のＸ線検出器で検出するステップと
を有する。
【００３６】
別の態様によれば、処理ユニットによって実行されると、上記で説明した方法のステップを実行するように構成された、上記で説明したように装置を制御するコンピュータプログラム要素が提供される。別の例によれば、上記で説明したコンピュータ要素を記憶しているコンピュータ可読媒体が提供される。
【００３７】
有利には、上述の態様及び例のいずれかによって提供される利点は、他の態様及び例のすべてに等しく適用され、逆も同様である。上述の態様及び例は、以下に記載する実施形態から明らかになり、実施形態を参照して説明される。
【００３８】
例示的な実施形態が、以下の図面を参照して下記に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】対象物をＸ線イメージングするための装置の一例を示す図である。
【図２】対象物をＸ線イメージングするためのシステムの一例を示す図である。
【図３】対象物をＸ線イメージングするための方法の一例を示す図である。
【図４】ＤＰＣＩ及びＤＦＩのためのタルボ−ロー干渉計の概略図である。
【図５】ある動作モードにおける対象物をＸ線イメージングするための装置の一例を示す図である。
【図６】別の動作モードにおける図５の装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１は、対象物をＸ線イメージングするための装置１０を示す。装置１０は、少なくとも１つのＸ線源２０と、Ｘ線干渉計装置３０と、Ｘ線検出器４０とを含む。Ｘ線検出器４０は、少なくとも１つのＸ線源２０とＸ線検出器４０との間の領域の少なくとも一部が対象物を収容するための検査領域５０となるように、少なくとも１つのＸ線源２０に対して位置づけられるように構成される。Ｘ線干渉計装置３０は、第１の格子３２と第２の格子３４とを含む。第１の動作モードにおいて、少なくとも１つのＸ線源２０は、第１の焦点スポット２１を生成するように構成される。少なくとも１つのＸ線源２０は、第１の焦点スポット２１で生成された少なくともいくつかの第１のＸ線が、第１の位置の第１の格子３２を通過し、かつ第２の位置の第２の格子３４を通過するようにＸ線を生成するように構成される。検出器位置のＸ線検出器４０は、少なくともいくつかの第１のＸ線を検出するように構成される。第２の動作モードにおいて、少なくとも１つのＸ線源２０は、第２の焦点スポット２２を生成するように構成される。少なくとも１つのＸ線源２０は、第２の焦点スポット２２で生成された少なくともいくつかの第２のＸ線が第１の位置の第１の格子３２を回避するようにＸ線を生成するように構成される。検出器位置のＸ線検出器４０は、少なくともいくつかの第２のＸ線を検出するように構成される。
【００４１】
一例では、装置は微分位相コントラストイメージング（ＤＰＣＩ）を行うように構成される。一例では、装置は、検査領域内の対象物の有無に関わらずＸ線の濃度（強度）値の検出に関連する減衰イメージングを行うように構成される。一例では、装置は、検査領域内の対象物の有無に関わらずＸ線の位相の検出に関連する位相コントラスト（又は微分位相）画像を発生する。一例では、装置は、検査領域内の対象物の有無に関わらずＸ線の干渉縞鮮明度の検出に関連する暗視野（又はデコヒーレンス）イメージングを行うように構成される。一例では、装置は、これらのイメージングモダリティの任意の組合せを行うように構成される。例えば、装置は、減衰画像を発生し、位相コントラスト画像を発生し、暗視野画像を発生する。
【００４２】
位相コントラストイメージングに関するさらなる詳細は、Ｐｆｅｉｆｆｅｒ等、Ｎａｔｕｒｅ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、２巻、２５８〜２６１、２００６年４月による刊行物、Ｒｏｅｓｓｌ等、Ｐｈｉｌ．  Ｔｒａｎｓ．  Ｒ．  Ｓｏｃ．  Ａ．  ３７２巻、１〜１５、２０１４年１月による刊行物、及びＷｅｂｅｒ等、Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、４２（６）巻、２８９２〜２８９６、２０１５年６月による刊行物に見いだされる。
【００４３】
一例では、干渉計装置は、タルボ−ロー干渉計を含む。一例では、干渉計装置は、Ｘ線検出器によって検出可能な干渉パターンをＸ線干渉縞として少なくとも１つの線源によって放射されたＸ線上に変調するように構成された回折格子を含み、この回折格子は変調格子と呼ばれる。一例では、干渉計装置は、干渉パターンを分析するように構成された別の回折格子を含み、この別の回折格子は分析格子と呼ばれる。一例では、他の回折格子は吸収格子である。一例では、２つの格子は、検査領域の互いに反対側に配置される。一例では、２つの格子は、検査領域の同じ側に配置される。一例では、干渉計は、既に論じた１つ又は２つの格子に加えて線源格子を含む。この例では、線源格子は、第１の焦点スポットの比較的近くに設置され、線源格子の後ろに伝搬するＸ線を部分的にコヒーレントにするのに役立つ。言い換えれば、少なくとも１つのＸ線源は、線源格子が存在しなかった場合よりもコヒーレントな放射を放出するように構成される。それゆえに、いくつかの例では、例えば、Ｘ線源が既にコヒーレントなＸ線を適切に生成している場合、線源格子は必要とされない。一例では、干渉計装置は、モアレ縞を生成するように構成される。一例では、干渉計装置は、いくつかの干渉縞が検出器区域に存在するように故意にデチューニングされる。一例では、干渉計装置は、第１の格子を第２の格子に対して小さい角度で傾斜させることによって故意にデチューニングされる。一例では、デチューニングは、検出器上にモアレ縞の発生をもたらす。
【００４４】
一例では、第１の格子は線源格子である。一例では、第２の格子は変調格子である。一例では、第１の格子は変調格子である。一例では、第２の格子は分析格子である。
【００４５】
一例では、第１のモードの装置は走査装置を含む。一例では、走査は、検査領域を通る対象物の移動を含む。一例では、走査は、検査領域を通る対象物の移動を含み、一方、干渉計装置の要素及び／又は第１の焦点スポットは静止している。一例では、走査は、第１の焦点スポットに対する格子の移動を含む。一例では、走査は、第１の焦点スポットの移動を含み、一方、対象物は、静止しているか又は意図的には検査領域を移動されない。一例では、走査は、第２の格子に対する１つの格子の移動を含む。一例では、走査は、第２の格子に対する第１の格子の相対位置が変化しないような第１の格子の移動及び第２の格子の移動を含む。例えば、干渉計装置が、平行移動され、及び／又は回転される。一例では、走査は、第１の焦点スポットの移動を含む。一例では、走査は、第１の焦点スポットの移動を含み、一方、干渉計装置の要素は、静止している。言い換えれば、第１の焦点スポットの移動は、例えば横方向に、Ｘ線検出器における対象物画像の投影の移動をもたらす。例えば、特定の例示の装置では画像の投影とモアレ縞との間に相対的なシフトがある。言い換えれば、第１のモードの装置は、最近提案された走査位相コントラスト及び／又は暗視野システムの適応に基づく。しかしながら、第１のモードの装置は、他の走査幾何学的配置、特に、ＭｉｃｒｏＤｏｓｅシステムで、又は対象物が真空管、格子、及び検出器の静止セットアップを通って移動されるＫｏｔｔｌｅｒ等によって使用された幾何学的配置で実施されるような「古典的な」走査幾何学的配置の適応に基づくことができる。第１のモードの装置は、さらに、全視野暗視野及び／又は全視野位相コントラストシステムの適応に基づくことができる。
【００４６】
一例では、少なくとも１つのＸ線源は、異なる強度のＸ線を放出するように構成される。一例では、少なくとも１つのＸ線源は、２つの異なる電圧で動作するように構成される。
【００４７】
一例では、装置は、病院などの臨床環境に有用な用途がある。一例では、装置は、患者の健康診断のためのマンモグラフィ、放射線診断、及び放射線介入治療で使用される。一例では、装置は、産業環境、例えば非破壊検査（例えば、生物サンプル並びに非生物サンプルの組成、構造、及び／又は品質に関する分析）、並びにセキュリティスキャン（例えば、空港における荷物のスキャン）に有用な用途がある。
【００４８】
その上、装置が第１の動作モードと第２動作モードとの間を容易に迅速に切り替える、すなわち、ＤＰＣＩ／ＤＦＩ動作モードと減衰（吸収又はＸ線撮影）動作モードとの間を容易に迅速に切り替えることができるように、第１の焦点スポット及び第２の焦点スポットは交互に設けられ得る。
【００４９】
一例では、第１の動作モードにおいて、第１の焦点スポットは小さい距離だけ移動されるように構成される。ここで、小さいとは、第１の焦点スポット位置と第２の焦点スポット位置との間の距離よりも小さい距離を意味する。このようにすると、画像解像度が改善される。
【００５０】
一例では、第２の動作モードにおいて、第２の焦点スポットは小さい距離だけ移動されるように構成される。ここで、小さいとは、第１の焦点スポット位置と第２の焦点スポット位置との間の距離よりも小さい距離を意味する。このようにすると、画像解像度が改善される。
【００５１】
一例では、少なくとも１つのＸ線源は、異なる特性のＸ線スペクトルをもつＸ線を発生するように構成される。一例では、これは、異なる加速電圧の供給によって達成される。一例では、これは、Ｘ線ビーム中に材料フィルタを有するなどの適切なフィルタ処理を行うことによって達成される。一例では、これは、適切なフィルタ処理と組み合わせた異なる加速電圧の供給によって達成される。一例では、第２の焦点スポットの位置は、第１の焦点スポットの位置から１ｃｍの距離だけ離間される。例において、第３の焦点スポットの位置は、第１の焦点スポットの位置から、０．５ｃｍ、１．５ｃｍ、２ｃｍ、２．５ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ、５ｃｍ、６ｃｍ、７ｃｍ、８ｃｍ、９ｃｍ、１０ｃｍ、１２ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ、又はこれらの距離の間の任意距離のうちのいずれかだけ離間される。
【００５２】
一例によれば、第１の位置の第１の格子３２は、検査領域５０と第１の焦点スポット２１との間に位置づけられる。一例では、第１の格子は、それを通過するＸ線を部分的にコヒーレントにするように構成された線源格子である。一例では、第１の焦点スポットで生成されたＸ線が十分にコヒーレントな場合、第１の格子は変調格子である。一例によれば、第２の動作モードにおいて、少なくともいくつかの第２のＸ線は第２の位置の第２の格子３４を回避する。
【００５３】
一例によれば、第２の位置の第２の格子３４は、第１の位置の第１の格子３２と検査領域５０との間に位置づけられる。一例によれば、第２の動作モードにおいて、第２の格子３４は、第２の位置以外の位置に位置づけられるように構成される。第２の焦点スポット２２で生成された少なくともいくつかの第２のＸ線は、第２の位置以外の位置の第２の格子を回避する。
【００５４】
一例では、第２の格子は、適切なフレーム又はケージに固定的に装着され、このフレームは、走査アーム又は他の移動可能なガントリ構造に固定的に配置される。言い換えれば、第２の格子は、装置がＤＰＣＩモードと従来のＸ線撮影モードの両方で動作されるように所定の位置及び所定の位置の外に振り動かされる。ＤＰＣＩモードでは、アームは、対象物の少なくとも一部が走査されるように平行移動又は回転される。
【００５５】
一例によれば、Ｘ線干渉計装置３０は第３の格子３６を含む。第１の動作モードにおいて、第１の焦点スポット２１で生成された少なくともいくつかの第１のＸ線は、第３の位置の第３の格子３６を通過する。第２の動作モードでは、第３の格子３６は、第３の位置以外の位置に位置づけられるように構成される。第２の動作モードでは、第２の焦点スポット２２で生成された少なくともいくつかの第２のＸ線は、第３の位置以外の位置の第３の格子を回避する。
【００５６】
一例では、第１の格子は線源格子であり、第２の格子は変調格子であり、第３の格子は分析格子である。一例では、第３の格子は、検査領域と検出器との間に位置づけることができる。次いで、第２の動作モードでは、第３の格子は、Ｘ線がそれを通過しないように邪魔にならないところに移動され、次いで、装置は、従来の減衰モダリティで動作する。
【００５７】
一例では、第３の格子は、適切なフレーム又はケージに固定的に装着され、このフレームは、走査アーム又は他の移動可能なガントリ構造に固定的に配置される。言い換えれば、第３の格子は、装置がＤＰＣＩモード及び従来のＸ線撮影モードの両方で動作されるように所定の位置及び所定の位置の外に振り動かされる。ＤＰＣＩモードでは、アームは、対象物の少なくとも一部が走査されるように平行移動又は回転される。
【００５８】
一例では、第２の格子及び第３の格子は、適切なフレーム又はケージに互いに関して固定的に装着され、このフレームは、走査アーム又は他の移動可能なガントリ構造に固定的に配置される。言い換えれば、第２の格子及び第３の格子は、装置がＤＰＣＩモードと従来のＸ線撮影モードの両方で動作されるように所定の位置及び所定の位置の外に振り動かされる。ＤＰＣＩモードでは、アームは、対象物の少なくとも一部が走査されるように平行移動又は回転される。
【００５９】
一例によれば、第１の動作モードにおいて、少なくとも１つのＸ線源２０は、第１の焦点スポット２１の位置以外の位置に第３の焦点スポット２３を生成するように構成される。少なくとも１つのＸ線源２０は、第３の焦点スポット２３で生成された少なくともいくつかの第３のＸ線が、第１の位置の第１の格子３２を通過し、かつ第２の位置の第２の格子３４を通過するように構成される。検出器位置のＸ線検出器４０は、少なくともいくつかの第３のＸ線を検出するように構成される。
【００６０】
一例では、第３の焦点スポットの位置は、第１の焦点スポットの位置から０．５ｍｍの距離だけ離間される。例において、第３の焦点スポットの位置は、第１の焦点スポットの位置から、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、４．５ｍｍ、０．５ｃｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、５ｃｍ、又はこれらの距離の間の任意距離のうちのいずれかだけ離間される。
【００６１】
一例によれば、第１の動作モードにおいて、少なくとも１つのＸ線源２０は、第１の焦点スポット２１の位置以外の位置及び第３の焦点スポット２３の位置以外の位置に第４の焦点スポット２４を生成するように構成される。少なくとも１つのＸ線源２０は、第４の焦点スポット２４で生成された少なくともいくつかの第４のＸ線が、第１の位置の第１の格子３２を通過し、かつ第２の位置の第２の格子３４を通過するように構成される。検出器位置のＸ線検出器４０は、少なくともいくつかの第４のＸ線を検出するように構成される。第１の焦点スポット２１の位置と第３の焦点スポット２３の位置との間の軸は、第１の焦点スポット２１の位置と第４の焦点スポット２４との位置の間の軸に対して直角であるか、又は第１の焦点スポット２１の位置と第３の焦点スポット２３の位置との間の軸は、第３の焦点スポット２３の位置と第４の焦点スポット２４との位置の間の軸に対して直角である。
【００６２】
一例では、第４の焦点スポットの位置は、第１の焦点スポットの位置から離間されるか、又は第４の焦点スポットの位置は、第３の焦点スポットの位置から０．５ｍｍの距離だけ離間される。例において、離間は、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、４．５ｍｍ、０．５ｃｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、５ｃｍ、又はこれらの距離の間の任意距離である。
【００６３】
一例では、第２の動作モードにおいて、少なくとも１つのＸ線源は、第２の焦点スポット（２２）の位置以外の位置に第５の焦点スポット（２５）を生成するように構成され、少なくとも１つのＸ線源は、第５の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第５のＸ線が第１の位置の第１の格子を回避するように構成され、検出器位置のＸ線検出器は、少なくともいくつかの第５のＸ線を検出するように構成される。
【００６４】
このようにすると、装置が減衰動作モードで動作しているとき、装置の視野は１つの方向に拡大される。
【００６５】
一例では、第５の焦点スポットの位置は、第２の焦点スポットの位置から０．５ｍｍの距離だけ離間される。例において、第５の焦点スポットの位置は、第２の焦点スポットの位置から、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、４．５ｍｍ、０．５ｃｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、５ｃｍ、又はこれらの距離の間の任意距離のうちのいずれかだけ離間される。
【００６６】
一例によれば、第２の動作モードにおいて、少なくとも１つのＸ線源は、第２の焦点スポット２２の位置以外の位置及び第５の焦点スポット２５の位置以外の位置に第６の焦点スポット２６を生成するように構成される。少なくとも１つのＸ線源は、第６の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第６のＸ線が第１の位置の第１の格子を回避するように構成される。検出器位置のＸ線検出器は、少なくともいくつかの第６のＸ線を検出するように構成される。第２の焦点スポットの位置と第５の焦点スポットの位置との間の軸は、第２の焦点スポットの位置と第６の焦点スポットの位置との間の軸に対して直角であるか、又は第２の焦点スポットの位置と第５の焦点スポットの位置との間の軸は、第５の焦点スポットの位置と第６の焦点スポットの位置との間の軸に対して直角である。
【００６７】
このようにすると、装置が減衰動作モードで動作しているとき、装置の視野は２つの方向に拡大される。
【００６８】
一例では、第２の焦点スポットの位置は、第６の焦点スポットの位置から離間されるか、又は第５の焦点スポットの位置は、第６の焦点スポットの位置から０．５ｍｍの距離だけ離間される。例において、離間は、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、４．５ｍｍ、０．５ｃｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、５ｃｍ、又はこれらの距離の間の任意距離である。
【００６９】
一例によれば、少なくとも１つのＸ線源２０は２つのＸ線管を含む。
【００７０】
一例によれば、少なくとも１つのＸ線源は、第２の動作モードで生成されるＸ線と比べて異なるスペクトルのＸ線光子エネルギーによって特徴づけられるＸ線を第１の動作モードにおいて生成するように構成される。
【００７１】
一例では、これは、ターゲットへの衝突の際に制動放射を発生する電子の加速に対して異なる管電圧を使用することによって達成される。例えば、干渉計のすべての格子を使用する焦点スポットでは、少なくとも１つのＸ線源は、８０ｋｅＶの運動エネルギーの電子で動作され、一方、減衰画像を発生する（少なくとも第１の格子を電子的に回避する）ために他の焦点スポットを生成するときの少なくとも１つのＸ線源は、１２０ｋｅＶで動作される。（少なくとも）２つの異なるカソードを使用することによって、これは、第１のカソード（ＤＰＣＩ）を８０ｋＶで及び第２のカソード（減衰イメージングのための）を例えば１２０ｋＶでチャージすることにより達成される。一例では、少なくとも１つのＸ線源は、異なる電圧で動作する２つのＸ線管を含む。
【００７２】
一例では、少なくとも１つのＸ線源は、Ｘ線を発生するために電子を使用するのではなく、Ｘ線を発生するために異なるエネルギー源を使用する。例えば、ターゲット上に集束されたＸ線自体がＸ線を生成するか、又は他の光波長がターゲット上に集束されてＸ線を生成する。
【００７３】
一例によれば、少なくとも１つのＸ線源２０は、第２の動作モードで生成されるＸ線と比べて異なる焦点スポット点広がり関数によって特徴づけられるＸ線を第１の動作モードにおいて生成するように構成される。
【００７４】
図２は、対象物をＸ線イメージングするためのシステム１００を示す。システム１００は、図１を参照して説明したように対象物をイメージングするための装置１０と、処理ユニット１１０と、出力ユニット１２０とを含む。処理ユニット１１０は、装置１０を制御するように構成され、及び出力ユニット１２０を制御するように構成される。Ｘ線検出器４０は、Ｘ線の検出に関連するデータを処理ユニット１１０に供給するように構成される。出力ユニット１２０は、対象物を表すデータを出力するように構成される。
【００７５】
一例では、出力ユニットは、対象物の少なくとも一部のＸ線透過を表すデータを出力するように構成される。
【００７６】
一例では、出力ユニットは、第１のモード及び第２のモードで対象物のＸ線透過を表すデータを出力するように構成される。
【００７７】
一例では、出力ユニットは、吸収（又は減衰）画像を出力するように構成される。一例では、出力ユニットは、位相コントラスト（又は微分位相）画像を出力するように構成される。一例では、出力ユニットは、暗視野画像を出力するように構成される。一例では、出力ユニットは、減衰画像、位相コントラスト画像、及び暗視野画像の任意の組合せを出力するように構成される。
【００７８】
一例によれば、出力データは、減衰データ、及び／又は位相コントラストデータ、及び／又は暗視野データを含む。
【００７９】
図３は、対象物を基本的なステップでＸ線イメージングするための方法２００を示す。方法２００は、
−  ステップａ）とも呼ばれる位置づけステップ２１０において、少なくとも１つのＸ線源とＸ線検出器との間の領域の少なくとも一部が対象物を収容するための検査領域となるように、Ｘ線検出器が少なくとも１つのＸ線源に対して位置づけられるステップと、
−  ステップｂ）とも呼ばれる生成ステップ２２０において、第１の動作モードで、第１の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第１のＸ線が、干渉計装置の第１の格子であって第１の位置に位置づけられた第１の格子を通過するように、及び少なくともいくつかの第１のＸ線が、干渉計装置の第２の格子であって第２の位置に位置づけられた第２の格子を通過するように、少なくとも１つのＸ線源を用いて第１の焦点スポットが生成されるステップと、
−  ステップｃ）とも呼ばれる検出ステップ２３０において、第１の動作モードで、少なくともいくつかの第１のＸ線が検出器位置のＸ線検出器で検出されるステップと、
−  ステップｄ）とも呼ばれる生成ステップ２４０において、第２の動作モードで、第２の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第２のＸ線が、第１の位置の第１の格子を回避するように、少なくとも１つのＸ線源を用いて第２の焦点スポットが生成されるステップと、
−  ステップｇ）とも呼ばれる検出ステップ２５０において、第２の動作モードで、少なくともいくつかの第２のＸ線が、検出器位置のＸ線検出器で検出されるステップとを有する。
【００８０】
この方法の一例では、ステップｂ）及びステップｄ）は、検査領域と第１の焦点スポットとの間の第１の位置に第１の格子を位置づけるステップを有する。一例では、ステップｄ）は、少なくともいくつかの第２のＸ線が第２の位置の第２の格子を回避するステップを有する。
【００８１】
この方法の一例では、ステップｂ）及びステップｄ）は、第１の位置の第１の格子と検査領域との間の第２の位置に第２の格子を位置づけるステップを有する。
【００８２】
一例では、ステップｄ）は、第２の位置以外の位置に第２の格子を位置づけるステップ２４２を有し、第２の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第２のＸ線は、第２の位置以外の位置の第２の格子を回避する。
【００８３】
一例では、ステップｂ）は、第１の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第１のＸ線が、干渉計装置の第３の格子であって第３の位置に位置づけられた第３の格子を通過するステップを有し、ステップｄ）は、第３の位置以外の位置に第３の格子を位置づけるステップ２４４を有する。第２の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第２のＸ線は、第３の位置以外の位置の第３の格子を回避する。
【００８４】
一例では、この方法は、ステップｅ）、すなわち、第１の動作モードにおいて、第３の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第３のＸ線が、第１の位置の第１の格子を通過し、かつ第２の位置の第２の格子を通過するように、少なくとも１つのＸ線源を用いて第１の焦点スポットの位置以外の位置に第３の焦点スポットを生成するステップ２６０を有する。検出器位置のＸ線検出器は、少なくともいくつかの第３のＸ線を検出するように構成される。
【００８５】
一例では、この方法は、ステップｆ）、すなわち、第１の動作モードにおいて、第４の焦点スポットで生成された少なくともいくつかの第４のＸ線が、第１の位置の第１の格子を通過し、かつ第２の位置の第２の格子を通過するように、少なくとも１つのＸ線源を用いて、第１の焦点スポットの位置以外の位置及び第３の焦点スポットの位置以外の位置に第４の焦点スポットを生成するステップ２７０を有する。検出器位置のＸ線検出器は、少なくともいくつかの第４のＸ線を検出するように構成される。第１の焦点スポットの位置と第３の焦点スポットの位置との間の軸は、第１の焦点スポットの位置と第４の焦点スポットの位置との間の軸に対して直角であるか、又は第１の焦点スポットの位置と第３の焦点スポットの位置との間の軸は、第３の焦点スポットの位置と第４の焦点スポットの位置との間の軸に対して直角である。
【００８６】
一例では、この方法は、Ｘ線の検出に関連するデータを提供するステップと、対象物を表すデータを出力するステップとを有する。
【００８７】
対象物をＸ線イメージングするための装置、システム、及び方法を、次に、図４〜図６を参照してさらに詳細に説明する。
【００８８】
図４は、１つの動作モードで対象物をイメージングするための装置の一例を示し、この装置は、位相コントラストモード及び／又は暗視野モードで動作している。簡単にするために、装置が通常の減衰又は吸収動作モードで動作する第２の動作モードに関連する装置特徴は、図４に示されていない。第２の動作モードに関連する特徴は、図５及び図６に関して示され、論じられる。
【００８９】
図４に示した装置は、Ｘ線暗視野画像及び／又は位相コントラスト画像を取得するように構成されている。この装置は、屈折の空間的分布のイメージング（位相コントラストイメージング）が可能であり、さらに、対象物の小角散乱の空間的分布のイメージング（暗視野イメージング）が可能である。この装置は、静止しているＸ線イメージング検出器を横切って走査される格子ベース干渉計を有する。この例では、干渉計は２つの格子構造Ｇ１及びＧ２を含んでいるが、他の例では、単一格子干渉計（単一の格子Ｇ１のみを有する）が使用される。単一格子干渉計の特定の場合には、Ｘ線イメージング検出器は、微分位相コントラストイメージング及び／又は暗視野イメージングの目的で、格子Ｇ１によって発生される干渉パターンを検出する、すなわち、十分に分解するために、ピッチが十分に小さく、したがって、空間分解能が十分に大きい。その目的のために、Ｘ線イメージング検出器は、例えば５０マイクロメートル以上の空間分解能を有する高分解能Ｘ線検出器である。
【００９０】
図４において、格子Ｇ１は吸収格子又は位相シフト格子のいずれかであり、一方、Ｇ２は吸収格子である。格子は、シリコンウェハなどの好適な基板をフォトリソグラフィ的に処理することによって製造される。周期的刻線のパターンが、異なるアスペクト比のトレンチによって形成されたシリコン「カード」に形成される。刻線パターンは一次元であることもあるが、さらに、チェッカーボードパターンなどを与えるために二次元であることもある。
【００９１】
装置は、Ｘ線を放出するアノードに電子ビーム焦点スポットを生成したＸ線源と、Ｘ線イメージング検出器とをさらに含む。Ｘ線イメージング検出器は、平面であるか又は湾曲している２Ｄ全視野Ｘ線検出器である。複数の検出器ピクセルがアレイとして列と行で配置されて、Ｘ線源によって放出されたＸ線放射を示すことができる２ＤＸ線放射線感応性表面が形成される。Ｘ線イメージング検出器及びＸ線源は、検査領域を形成するために離間される。検査領域は、イメージングされるべき対象物を受け入れるために適切に間隔をあけられる。対象物は、生命がなくてもよく又は生命があってもよい。例えば、対象物は、イメージングされるべき１つの荷物又は他のサンプルであり、或いは医療状況では、対象物は、人間若しくは動物の患者、又は人間若しくは動物の少なくとも解剖部位である。
【００９２】
干渉計格子構造Ｇ１及びＧ２は、Ｘ線源とＸ線イメージング検出器との間の検査領域に配置される。Ｘ線源は、横方向広がりνの焦点スポットを有し、その焦点スポットからＸ線放射ビームは出てくる。焦点スポットとＸ線検出器の放射線感応性表面との間に空間があり、そこに２つ又は３つの格子構造が配置される。格子Ｇ１は位相格子（又は変調格子）であり、格子Ｇ２は分析格子である。図４に示した装置では、干渉計の干渉計格子Ｇ１及びＧ２に加えて、線源格子であるさらなる格子Ｇ０が存在する。
【００９３】
線源格子Ｇ０は、Ｘ線源焦点スポットの近くに、例えば、Ｘ線管のハウジングの出口窓のところに配置される。線源格子Ｇ０の機能は、放出された放射を少なくとも部分的にコヒーレントにすることである。言い換えれば、コヒーレント放射を生成することができるＸ線源が使用される場合、線源格子Ｇ０は省かれる。
【００９４】
動作中、少なくとも部分的にコヒーレントな放射が検査領域を通過し、対象物と相互作用する。次いで、対象物は、屈折及び小角散乱情報を放射上に変調し、それは、次いで、格子タンデムＧ１及びＧ２の動作によって抽出される。格子Ｇ１、Ｇ２は干渉パターンを引き起こし、それは、モアレパターンの干渉縞としてＸ線イメージング検出器で検出される。検査領域に対象物がない場合、較正手順中に通常捕捉される基準パターンと呼ばれるＸ線イメージング検出器で観察可能な干渉パターンが依然として存在する。これは、特に、例えば、２つの格子が完全には平行でないように少しのたわみを引き起こすことによって２つの格子Ｇ１及びＧ２の間の相互空間的関係を調節する又は「デチューニングする」ことにより生じる。次に、対象物が検査領域に位置づけられ、上記のように放射と相互作用する場合、ここではより適切に対象物パターンと呼ばれるモアレパターンが基準パターンの乱れたバージョンとして解釈される。次いで、基準パターンからのこの差を使用して、２つの画像（位相コントラスト、又は暗視野）の一方又はすべてが計算される。これは、暗視野画像が位相コントラスト画像と同時に取得されることを意味する。画像を計算できる好適な信号を取得することができるように、走査運動が格子タンデムＧ１〜Ｇ２によって実行される。この運動の結果として、Ｘ線イメージング検出器のピクセルごとに、一連の強度値が検出される。この走査運動を実施する機械システムは、邪魔にならないところに１つ又は複数の格子を完全に移動させるように構成された機械移動システムとは非常に異なることを理解されたい。良好な結果では、格子Ｇ１、Ｇ２のデチューニングは、モアレパターンの周期が走査運動の方向にサイクルのいくつか（２つ又は３つ）にわたって延びるようなものである。次いで、Ｘ線検出器ピクセルごとに、一連の強度値が、例えば屈折及び小角散乱のそれぞれの寄与を導き出すために（正弦波）信号順方向モデルにフィットされる。このタイプの信号処理は、図４には示されていないが当業者に知られている信号処理ユニットで行われる。Ｘ線イメージング検出器は、Ｚ軸に沿って延びる光学軸の所与の方位に対して静止したままである。言い換えれば、Ｘ線イメージング検出器は、検査領域の任意の基準点に対して静止したままである（少なくとも画像取得動作中）。上述のような干渉計セットアップは、一般に、タルボ−ロー干渉計と呼ばれるものである。Ｇ０とＧ１との間の距離及びＧ１とＧ２との間の距離は、それぞれの格子の「ピッチ」（すなわち、格子刻線の空間的周期）の関数であるタルボット距離の要件に適合するように細かく調整されなければならない。Ｘ線イメージング検出器に対して干渉計を移動させることにより、干渉縞ドリフトに起因して干渉縞分布のわずかな変化が生じる。しかしながら、干渉縞ドリフトは、そのようなドリフトを基準走査で得られた干渉縞ドリフトに関連づけることによって補償される。そのような基準走査は、Ｘ線イメージング装置の設置のときに実行されたブランク走査であってもよい。これは、格子を邪魔にならないところに移動させる機械的複雑さに加えて、格子を同じ位置に戻すことが非常に困難であるという点で、そのようなタルボ−ロー干渉計を従来の吸収又は減衰装置に変換することに関連する問題のうちの１つを説明するのに役立つ。本装置はこれを緩和する。
【００９５】
干渉計は、本質的に、２つの格子Ｇ１及びＧ２が適切なフレーム又はケージ内で互いに対して固定的に装着されている「格子パック」とすることができ、このフレームは、走査アーム又は他の移動可能なガントリ構造（図４に図示せず）に固定的に配置される。アーム、及びそれを伴う干渉計は、Ｘ線検出器表面を横切る運動のような振り子を実行する。走査アーム運動のための回転軸はＸ線源の焦点スポットを通り抜けるが、そうである必要はない。干渉計の格子Ｇ１及びＧ２は、走査運動の間いつでも互いに対して固定した空間的関係に保持され、本質的に、Ｇ０と平行のままであるか、又は少なくともＧ０と固定した空間的関係のままである。しかしながら、格子のうちの１つ又は複数は、独立して、邪魔にならないところに完全に移動されてもよい。適切な追跡回路（図示せず）が、干渉計位置をＸ線検出器ピクセル位置と相関させて、一連の読み出しバーストを適時にトリガし、それにより、各ピクセルには上記の一連の測定値が供給されていることが確認され、それにより、干渉パターンが正確にサンプリングされる。図４において、格子Ｇ１は対象物の検出器側に示されているが、対象物の線源側に同様に位置づけられてもよい。
【００９６】
図５は、図４の装置のさらなる詳細を示すが、それは、ここでは、異なる減衰イメージングモードで動作している。Ｘ線源は２つのＸ線管で構成され、１つのＸ線管は図４に示されているような焦点スポットを生成し、それは図５では焦点スポット２として示されている。第２のＸ線管は、第１の焦点スポットが生成されていないとき第２の焦点スポットを生成する。第２の焦点スポットは図５では焦点スポット１として示されている。図５に示されたような焦点スポット位置１の新しい焦点スポットは、ＤＰＣＩ／ＤＦＩで使用される焦点スポットの一方の側から外れており、従来の減衰イメージングで使用される。そのとき、新しい焦点スポットから生成されたＸ線は、線源格子Ｇ０又は検出器が移動される必要なしに、線源格子Ｇ０を回避するが、対象物を通過し、Ｘ線イメージング検出器と相互作用する。図５では、格子Ｇ１及びＧ２は邪魔にならないところに機械的に移動されている。格子Ｇ１が、正しく大きさを合わされ位置づけられたときに対象物の検出器側にあり、そして焦点スポットが正しく位置づけられた実施形態では、Ｘ線は、ＤＰＣＩ／ＤＦＩモードではすべての格子Ｇ０、Ｇ１、及びＧ２を通過するが、減衰モードでは、これらの格子が移動される必要なしに、格子Ｇ０及びＧ１を回避する。このようにして、システムは、より少数の要素しか邪魔にならないところに移動させる必要がなく、次いで、戻す必要がないので、機械的により簡単になる。追加として、完全に邪魔にならないところに移動する必要がある要素の数が少なく、そのとき、他の移動しない要素は相対的に互いに固定されているので、位置合せはより容易に管理されるようになる。上述したように、装置は格子Ｇ２を省くことができ、この構成では、Ｇ０及びＧ１は対象物の線源側にあり、格子を移動させる必要がなく、装置は、単にＸ線が放出される電子焦点スポットの位置の電子スイッチングによってＤＰＣＩ／ＤＦＩモードから減衰モードに切り替え、そして再び戻すことができる。電子スイッチングは、電子ビームのグリッド切り替え若しくは磁界偏向のような電気的若しくは磁気的手段、又はそれらの任意の組合せによって行われる。
【００９７】
次いで、図６は、格子が所定の位置に戻された装置を示しており、Ｘ線源は再び元の位置で電子焦点スポットを生成し、その結果、装置は、再び、ＤＰＣＩ／ＤＦＩモードで動作している。上述で論じたように、図示の実施形態では、２つの格子を移動させる必要があるが、別の実施形態では、１つの格子しか移動させる必要がなく、また、別の実施形態では格子を移動させる必要がない。
【００９８】
このようにすると、集束電子ビーム位置を電子的に切り替えることによって、Ｘ線は、検出器とともに所定の位置に固定されたままである１つ又は２つの格子を回避するようにされている。
【００９９】
別の例示的な実施形態では、先の実施形態のうちの１つによる方法の方法ステップを適切なシステムで実行するように構成されることを特徴とするコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。
【０１００】
それゆえに、コンピュータプログラム要素は、一実施形態の一部でもあるコンピュータユニットに記憶される。このコンピューティングユニットは、上述した方法のステップを実行する、又は上述した方法のステップの実行を誘導するように構成される。加えて、このコンピューティングユニットは、上述の装置の構成要素を動作させるように構成される。コンピューティングユニットは、自動的に動作する、及び／又はユーザの命令を実行するように構成される。コンピュータプログラムは、データプロセッサのワーキングメモリにロードされる。したがって、データプロセッサは、先の実施形態のうちの１つによる方法を実行するように装備される。
【０１０１】
本発明のこの例示的な実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラムと、更新によって既存プログラムを本発明を使用するプログラムに変えるコンピュータプログラムとの両方を対象とする。
【０１０２】
この先、コンピュータプログラム要素は、上述のような方法の例示的な実施形態の手順を遂行するための必要なすべてのステップを行うことができる。
【０１０３】
本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ可読媒体が提示され、コンピュータ可読媒体は、そこに記憶されたコンピュータプログラム要素を有する。コンピュータプログラム要素は先のセクションで説明されている。
【０１０４】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体に記憶され、及び／又は分配されてもよいが、さらに、インターネット、又は他の有線若しくは無線通信システムなどを介する他の形態で分配されてもよい。
【０１０５】
しかしながら、コンピュータプログラムは、さらに、ワールドワイドウェブのようなネットワークを通して提示されてもよく、そのようなネットワークからデータプロセッサのワーキングメモリにダウンロードされてもよい。本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、コンピュータプログラム要素をダウンロードに利用できるようにするための媒体が提供され、コンピュータプログラム要素は、本発明の前述の実施形態のうちの１つによる方法を実行するように構成される。
【０１０６】
本発明の実施形態は様々な主題を参照して説明されていることに留意されるべきである。特に、ある実施形態は方法タイプの請求項を参照して説明されており、一方、他の実施形態は装置タイプの請求項を参照して説明されている。しかしながら、特別な指示がない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組合せに加えて、さらに、異なる主題に関連する特徴の間の任意の組合せも本出願により開示されているとみなされることを当業者は上述の説明及び以下の説明から推測するであろう。しかしながら、すべての特徴を組み合わせて、特徴の単純な足し合わせを超える相乗効果を提供することができる。
【０１０７】
本発明が、図面及び先の説明において詳細に図示され説明されているが、そのような図及び説明は、例証又は例示であり、限定とみなされるべきでない。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示した実施形態への他の変形は、請求した発明を実践する際に、図面、開示、及び従属請求項に関する検討から当業者によって理解され達成される。
【０１０８】
請求項において、「備えている、含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語は、他の要素又はステップを排除せず、「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」という不定冠詞は、複数を除外しない。単一プロセッサ又は他のユニットが、請求項に再掲されているいくつかのアイテムの機能を果たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に再掲されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に使用できないことを示していない。請求項におけるいかなる参照符号も範囲を限定するものとして解釈されるべきでない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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